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色今の実装
今日の料理とりあえず256色使えることになってるんだし、最大限使えるようにするか。 問題は1678万色の内どれを使うか。と言うことでRGB関数を作りたいわけですが、ここで一つ問題が発生するわけです。
さてどれを実装したものか。 char RGB(unsigned char r,unsigned char g,unsigned char b){
return table_r[r]+table_g[g]+table_b[b];
}
とすればいいので、変換テーブルの大きさは16MiBではなく768Byteだったりします。
実装1:bit単位で割り当てまず仕様だけ先に適当に決めてしまおうか // 何も考えずに適当に作ってみた奴
// 引数の形式:bbgggrrr、戻り値の形式:00000000bbbbbbbbggggggggrrrrrrrr
int RGB8ToRGB24(unsigned char color){
int r,g,b;
r=(color&0x07)<<5;
g=(color&0x38)<<2;
b=color&0xc0;
return (b<<16)+(g<<8)+r;
}
これで上手くいくかちょっと考えてみよう。RGB8ToRGB24(0xff)は白になる？ int RGB8ToRGB24(unsigned char color){
int r,g,b;
r=(color&0x07)<<5;
g=(color&0x38)<<2;
b=color&0xc0;
return ((b<<16)+(g<<8)+r)|0x3f1f1f;
}
今度はどうだろう？RGB8ToRGB24(0xff)は確かに白(0xffffff)になるみたいだ。 int RGB8ToRGB24(unsigned char color){
int r,g,b;
r=(color&0x07)*73>>1; // 73=01001001(b)
g=(color&0x38)*73>>4;
b=(color&0xc0)*85>>6; // 85=01010101(b)
return (b<<16)+(g<<8)+r;
}
これはどういう仕組みだろう？まず一番上の行から考えてみよう。 00000abc *01001001←73の2進数表記 --------- abcabcabc←レジスタは32bitだから9bit分は余裕で入る となる。そして上位8bitが必要だから右に一つシフトして xy000000 * 01010101←85の2進数表記 -------------- xyxyxyxy000000 それで、上位8bitが必要だから右に6bitシフトして void init_palette(void){
unsigned char table_rgb[256 * 3]; // 初期値がないからstaticにする意味がない
int i,c;
for(i=0;i<256;i++){
c=RGB8ToRGB24(i);
table_rgb[i*3 ]= c &0xff;
table_rgb[i*3+1]=(c>>8 )&0xff;
table_rgb[i*3+2]=(c>>16)&0xff;
}
set_palette(0, 255, table_rgb);
return;
}
なんか前よりすっきりしたような・・・。 // 戻り値の形式:bbgggrrr
char RGB(unsigned char r,unsigned char g,unsigned char b){
return (b&0xc0)+((g>>2)&0x38)+((r>>5)&0x07);
}
・・・予想以上に簡単に書けてしまった。 //24bitカラーを描画用カラーに変換するマクロ #define RGB(r,g,b) (((b)&0xc0)+(((g)>>2)&0x38)+(((r)>>5)&0x07))
実装2:bit単位ではない割り当て方法についてまた仕様を先に決めてしまおう。 // 何も考えずに適当に作ってみた奴
// 戻り値の形式:00000000bbbbbbbbggggggggrrrrrrrr
int RGB8ToRGB24(unsigned char color){
int r,g,b;
r=color%6;
g=color/6%7;
b=color/42%6;
return (b<<16)+(g<<8)+r;
}
おっとこれじゃ駄目だ。例えばrは0〜255の値をとる必要があるのに、0〜5の値しかとってない。 int RGB8ToRGB24(unsigned char color){
int r,g,b;
r=color%6*51;
g=color/6%7*85>>1;
b=color/42%6*51;
return (b<<16)+(g<<8)+r;
}
あ、colorが252とかの時上手く動かないからおかしな値が来た時は弾かなきゃ。 int RGB8ToRGB24(unsigned char color){
if(color>251) return -1; // 存在しない色番号
int r,g,b;
r=color%6*51;
g=color/6%7*85>>1;
b=color/42%6*51;
return (b<<16)+(g<<8)+r;
}
うん、これで上手く動きそうだ。 char RGB(unsigned char r,unsigned char g,unsigned char b){
return (r/43)+(g/37)*6+(b/43)*42; // 0<=x<=255→0<=x/43<6,0<=x/37<7
}
43と37は、それぞれ255/6と255/7を切り上げた数値です。なので255以下の正の整数をこいつらで割った時に0〜6弱、0〜7弱になったんです。 実装3:可変パレットやっぱり、せっかく動的にパレットを弄れるんだから途中から色を追加できてもいいじゃないか。 void set_palette1(int num,unsigned char r,unsigned char g,unsigned char b){
int eflags;
eflags = io_load_eflags();
io_cli();
io_out8(0x03c8,num);
io_out8(0x03c9,r/4);
io_out8(0x03c9,g/4);
io_out8(0x03c9,b/4);
io_store_eflags(eflags);
return;
}
カラーパレットとそのパレットに入ってる色の数を記憶する変数はグローバル変数にしておこう。 int colorpalette_num;
// 標準カラーパレット
char table_rgb[256 * 3] = {
0x00,0x00,0x00, // 黒
0xff,0xff,0xff, // 白
};
void init_palette(void){
colorpalette_num=2;
set_palette(0,1,table_rgb);
return;
}
さて8bit→24bitの変換作業は要らないし、RGB関数を作ってしまおう。 int RGB(unsigned char r,unsigned char g,unsigned char b){
for(i=0;i<colorpalette_num;i++){// 似た色の検索
/* 要求された色がどの位既存の色と似ているかを調べる */
if(/* 同一の色なら */){
return /* その色を返す */;
}else if(/* 今までに調べたどの色より似ているなら */){
/* その色の色番号と元の色との距離とを記録 */
}
}
if(colorpalette_num==256){ // カラーテーブルにこれ以上追加できないとき
return /* 記録しておいた、最も近い色を返す */;
}else{ // カラーテーブルに追加できるとき
/* set_palette1で要求された色を追加して */
/* カラーパレットに、追加された色を記録して */
colorpalette_num++; // 保存している色の総数が増えた事を記録して
return colorpalette_num-1; // 新たに追加した色の色番号を返す
}
}
う〜ん・・・、「2つの色がどの位似ているか」をどうやって表現しよう・・・。 今回は、色の値同士を引き算して、絶対値で括って、全部足して、その値が0からどの位離れてるかで表現するという方法で行きたいと思います。
運のいい事に、abs関数は標準ライブラリに用意されているようです。 int abs(int n); さて実装。こんな感じかな？ int RGB(unsigned char r,unsigned char g,unsigned char b){
int i;
int howfar,mostnear=256; // どの位既存の色と似ているかを記憶しておくための変数
int nearcolor=-1; // 最も近い色の色番号
// 下位2bitは描画するときに反映されないため、2bit分右シフトしておく。
r>>=2;
g>>=2;
b>>=2;
for(i=0;i<colorpalette_num;i++){// 似た色の検索
howfar=abs((table_rgb[i*3 ]>>2)-r)+
abs((table_rgb[i*3+1]>>2)-g)+
abs((table_rgb[i*3+2]>>2)-b);
if(howfar==0){// 同じ色が見つかったら
return i; // その色を返す
}else if(mostnear>howfar){// 今までに調べたどの色より似ているなら
// その色の色番号と元の色との距離とを記録
nearcolor=i;
mostnear=howfar;
}
}
if(colorpalette_num==256){ // カラーテーブルにこれ以上追加できないとき
return nearcolor; // 記録しておいた、最も近い色を返す
}else{ // カラーテーブルに追加できるとき
set_palette1(colorpalette_num,r<<2,g<<2,b<<2); // set_palette1で要求された色を追加して
/* カラーパレットに、追加された色を記録して */
table_rgb[colorpalette_num*3 ]=r<<2;
table_rgb[colorpalette_num*3+1]=g<<2;
table_rgb[colorpalette_num*3+2]=b<<2;
colorpalette_num++; // 保存している色の総数が増えた事を記録して
return colorpalette_num-1; // 新たに追加した色の色番号を返す
}
}
予想通りというかなんと言うか、物凄く長くなってしまった。 最後にやる事確認も重要だね boxfill8(vram,xsize,RGB(0x00,0x84,0x84), 0 ,0 ,xsize- 1,ysize-29); boxfill8(vram,xsize,RGB(0xc6,0xc6,0xc6), 0 ,ysize-28,xsize- 1,ysize-28); boxfill8(vram,xsize,RGB(0xff,0xff,0xff), 0 ,ysize-27,xsize- 1,ysize-27); boxfill8(vram,xsize,RGB(0xc6,0xc6,0xc6), 0 ,ysize-26,xsize- 1,ysize- 1); boxfill8(vram,xsize,RGB(0xff,0xff,0xff), 3 ,ysize-24,59 ,ysize-24); boxfill8(vram,xsize,RGB(0xff,0xff,0xff), 2 ,ysize-24, 2 ,ysize- 4); boxfill8(vram,xsize,RGB(0x84,0x84,0x84), 3 ,ysize- 4,59 ,ysize- 4); boxfill8(vram,xsize,RGB(0x84,0x84,0x84),59 ,ysize-23,59 ,ysize- 5); boxfill8(vram,xsize,RGB(0x00,0x00,0x00), 2 ,ysize- 3,59 ,ysize- 3); boxfill8(vram,xsize,RGB(0x00,0x00,0x00),60 ,ysize-24,60 ,ysize- 3); boxfill8(vram,xsize,RGB(0x84,0x84,0x84),xsize-47,ysize-24,xsize- 4,ysize-24); boxfill8(vram,xsize,RGB(0x84,0x84,0x84),xsize-47,ysize-23,xsize-47,ysize- 4); boxfill8(vram,xsize,RGB(0xff,0xff,0xff),xsize-47,ysize- 3,xsize- 4,ysize- 3); boxfill8(vram,xsize,RGB(0xff,0xff,0xff),xsize- 3,ysize-24,xsize- 3,ysize- 3); 忘れないうちにRGB関数とかの宣言も書いておこう。 色を混ぜて表現してみるコメントでKさんが「色を混ぜる方法も説明して」と言ってるように見えてしまった。 // c1、c2は混ぜる二つの色。patternは色をどの比率で混ぜるかに関する引数で、
// 0ならc1のみ、4ならc2のみ、その中間は例えば1ならc1が多めとなる。
void boxfill8_2color(unsigned char *vram, int xsize, unsigned char c1,unsigned char c2,int pattern, int x0, int y0, int x1, int y1)
{
int x, y;
unsigned char k[2],table[4]={3,1,0,2};
if(pattern>4) pattern=4;
if(pattern<0) pattern=0;
if(c1==c2||pattern==0){ // 同じ色が来たら混ぜる必要が無いのでもっと単純な関数に処理を渡す。
// ここで渡す色がc1なので、ついでにパターンが0だった時についても判定。
boxfill8(vram,xsize,c1,x0,y0,x1,y1);
return;
}else if(pattern==4){ // パターンが4の時。
boxfill8(vram,xsize,c2,x0,y0,x1,y1);
return;
}
k[0]=c1;
k[1]=c2;
for (y = y0; y <= y1; y++){
for (x = x0; x <= x1; x++)
// この少し複雑そうな計算式は、x-x0とy-y0の偶奇でtableのどの値を使うかを決めて、それに4よりは小さい値を足して、
// 2bit右シフトしている。4より小さい値を足した時点で4以上になっていれば1、そうでなければ0がkのインデックスに使われる。
vram[y * xsize + x] = k[(table[((x-x0)&1)+(((y-y0)&1)<<1)]+pattern)>>2];
}
return;
}
使う時はこんな感じ boxfill8_2color(vram,xsize,RGB(0x00,0x88,0x88),RGB(0x00,0x80,0x80),2, 0 ,0 ,xsize- 1,ysize-29); boxfill8_2color(vram,xsize,RGB(0xc8,0xc8,0xc8),RGB(0xc0,0xc0,0xc0),2, 0 ,ysize-28,xsize- 1,ysize-28); boxfill8_2color(vram,xsize,RGB(0xff,0xff,0xff),RGB(0xff,0xff,0xff),0, 0 ,ysize-27,xsize- 1,ysize-27); boxfill8_2color(vram,xsize,RGB(0xc8,0xc8,0xc8),RGB(0xc4,0xc4,0xc4),2, 0 ,ysize-26,xsize- 1,ysize- 1); boxfill8_2color(vram,xsize,RGB(0xff,0xff,0xff),RGB(0xff,0xff,0xff),0, 3 ,ysize-24,59 ,ysize-24); boxfill8_2color(vram,xsize,RGB(0xff,0xff,0xff),RGB(0xff,0xff,0xff),0, 2 ,ysize-24, 2 ,ysize- 4); boxfill8_2color(vram,xsize,RGB(0x00,0x88,0x88),RGB(0x00,0x80,0x80),2, 3 ,ysize- 4,59 ,ysize- 4); boxfill8_2color(vram,xsize,RGB(0x00,0x88,0x88),RGB(0x00,0x80,0x80),2,59 ,ysize-23,59 ,ysize- 5); boxfill8_2color(vram,xsize,RGB(0x00,0x00,0x00),RGB(0x00,0x00,0x00),0, 2 ,ysize- 3,59 ,ysize- 3); boxfill8_2color(vram,xsize,RGB(0x00,0x00,0x00),RGB(0x00,0x00,0x00),0,60 ,ysize-24,60 ,ysize- 3); boxfill8_2color(vram,xsize,RGB(0x00,0x88,0x88),RGB(0x00,0x80,0x80),2,xsize-47,ysize-24,xsize- 4,ysize-24); boxfill8_2color(vram,xsize,RGB(0x00,0x88,0x88),RGB(0x00,0x80,0x80),2,xsize-47,ysize-23,xsize-47,ysize- 4); boxfill8_2color(vram,xsize,RGB(0xff,0xff,0xff),RGB(0xff,0xff,0xff),0,xsize-47,ysize- 3,xsize- 4,ysize- 3); boxfill8_2color(vram,xsize,RGB(0xff,0xff,0xff),RGB(0xff,0xff,0xff),0,xsize- 3,ysize-24,xsize- 3,ysize- 3); 長いので別の関数を追加。 void boxfill8_color(unsigned char *vram, int xsize,unsigned char r,unsigned char g,unsigned char b, int x0, int y0, int x1, int y1)
{
int cu=((r+3)&0xfc)+(((g+3)&0xfc)<<8)+(((b+3)&0xfc)<<16);
int cd=(r&0xfc)+((g&0xfc)<<8)+((b&0xfc)<<16);
if(cu==cd){ // 補正する必要が無い
boxfill8(vram,xsize,RGB(r,g,b),x0,y0,x1,y1);
}else{
if(r>=0xfd) r=0xfc;
if(g>=0xfd) g=0xfc;
if(b>=0xfd) b=0xfc;
boxfill8_2color(vram,xsize,RGB(r,g,b),RGB(r+((r&2)<<1),g+((g&2)<<1),b+((b&2)<<1)),2,x0,y0,x1,y1);
}
return;
}
これでいくらか見やすくなったかな。 boxfill8_color(vram,xsize,0x00,0x84,0x84, 0 ,0 ,xsize- 1,ysize-29); boxfill8_color(vram,xsize,0xc6,0xc6,0xc6, 0 ,ysize-28,xsize- 1,ysize-28); boxfill8_color(vram,xsize,0xff,0xff,0xff, 0 ,ysize-27,xsize- 1,ysize-27); boxfill8_color(vram,xsize,0xc6,0xc6,0xc6, 0 ,ysize-26,xsize- 1,ysize- 1); boxfill8_color(vram,xsize,0xff,0xff,0xff, 3 ,ysize-24,59 ,ysize-24); boxfill8_color(vram,xsize,0xff,0xff,0xff, 2 ,ysize-24, 2 ,ysize- 4); boxfill8_color(vram,xsize,0x84,0x84,0x84, 3 ,ysize- 4,59 ,ysize- 4); boxfill8_color(vram,xsize,0x84,0x84,0x84,59 ,ysize-23,59 ,ysize- 5); boxfill8_color(vram,xsize,0x00,0x00,0x00, 2 ,ysize- 3,59 ,ysize- 3); boxfill8_color(vram,xsize,0x00,0x00,0x00,60 ,ysize-24,60 ,ysize- 3); boxfill8_color(vram,xsize,0x84,0x84,0x84,xsize-47,ysize-24,xsize- 4,ysize-24); boxfill8_color(vram,xsize,0x84,0x84,0x84,xsize-47,ysize-23,xsize-47,ysize- 4); boxfill8_color(vram,xsize,0xff,0xff,0xff,xsize-47,ysize- 3,xsize- 4,ysize- 3); boxfill8_color(vram,xsize,0xff,0xff,0xff,xsize- 3,ysize-24,xsize- 3,ysize- 3); 注意事項(懸案事項)�ー汰�3で、「同じ色がなくてカラーパレットも満タンだよ」という時に何も考えずに最も近い色を返していますが、
という方法なのですが、どちらにしてもちょっと長くなってしまったので、「皆さんへの宿題」ということでいいでしょうか？ 簡易投票(今回のカラーパレットの管理に関する記事について。)どの程度役に立った？ 説明は適切？ ソースコード中のコメントは？ 脱線:割り算ってどのくらい遅いの？ところで割り算は遅いと良く聞きますが、実際どれくらい遅いのかと言うと
Pentium4の場合はIntel本家から「IA-32 インテルR アーキテクチャー最適化リファレンス・マニュアル」「AP-485 インテルR プロセッサーの識別と CPUID 命令」を このページの履歴
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